超声振动辅助切削技术在硬脆性材料加工领域有着广泛的应用前景。在加工过程中对切削力的准确测量，不仅可以分析应力波的传播情况，也能监控刀具的磨损情况，有利于探究振动切削机理，完善切削方法，进一步提高加工精度和效率。PVDF压电薄膜传感器具有灵敏度高、动态响应好、柔性好等特点，是在超声频率下测量切削应力的良好方法。但是如何准确获得压电常数，使其能准确的测量切削应力，提高测量精度是一个棘手的问题。
　　在此背景之下，本文提出一种基于落球法的压电常数标定方法，并进行了压电常数标定实验和超声切削力的测量，具体研究如下：
　　1.通过Ansys有限元软件对落球标定法进行了理论应力分析，提出了一种可用于拉伸和压缩方向的压电常数标定方法。搭建了压电测力平台和落球法标定系统，对PVDF压电薄膜拉伸和压缩两方向的压电常数进行了标定实验和不确定度分析，结果表明，拉伸和压缩方向的压电常数相对不确定度分别为1.896%和1.28%。
　　2.针对超声振动辅助切削系统的特点，选择了合适的压电薄膜形状和尺寸，使其更好的适用于切削系统的应力测量。对超声振动辅助切削系统的加工原理进行理论分析，通过PVDF压电薄膜测量了变幅杆端面的应变，探究了端面应变与换能器输入电压之间的关系，结果表明，二者具有良好的线性关系。
　　3.基于PVDF压电薄膜搭建了超声变幅杆应变测量系统，并进行了切削实验。结果表明，超声振动辅助切削可以有效地降低约10%的切削力，切削速度变化对应变影响较小，应变随着切削深度增加而增大。
　　基于本文的研究内容，结合有限元仿真和实验测量结果，验证了本文所述PVDF压电薄膜标定及切削力测量应用的有效性和实用性。